Чтобы усилить фундамент, используется арматура. Бетон обладает достаточной прочностью для сопротивления на сжатие, но при изгибе материал начинает разрушаться. Арматура позволяет повысить технические характеристики за счет создания каркаса из стержней с круглым сечением, выполненных из стали.
Зачем нужно армирование
При эксплуатации здания фундамент постоянно испытывает нагрузку, как от самого объекта, так и от почвы. При этом воздействие происходит неодинаковым. Это связано с неоднородностью конструктивных элементов здания и различными характеристиками грунта, влияющими на бетон.
Для усиления используется сетка с вертикальными и горизонтальными прутьями. Они соединены в общую структуру с помощью специальной вязальной проволоки. Дополнительно конструкция увеличивается в зонах максимального растяжения. Изгиб происходит к центру, тогда как в средней части он минимальный. Поэтому там мощное армирование не делается.
На прочность фундамента влияет марка бетона, сечение металлических стержней и частота размещения каркаса.
Виды арматуры для фундамента
Есть несколько видов классификаций, связанных с выпуском арматуры. Она делится на вид стержней, тип материала, класс сплава. Используют несколько марок стали, а также композитный материал.
Стальная арматура
Может быть в виде гладкостенных прутьев и рифленых. Первые представляют собой цилиндрические профили, имеющие гладкую поверхность. Рифленые изделия имеют оребрение – рельефные элементы, расположенные в виде спирали. Они имеют более развитую площадь поверхности. За счет этого обеспечивается лучшая связка со структурой бетона.
Отдельно выделяется марка стали. Она может быть углеродистой и легированной. От этого зависит, какой сплав используется при производстве арматурных стержней.
Углеродистый сплав
Основной примесью является углерод. Его содержание может достигать до 1,4% в составе. Он позволяет повысить прочностные характеристики и твердость. Однако при этом возникает хрупкость вместе с сопротивлением на излом. Также становится тяжелее сваривать конструкцию. Как правило, используется среднеуглеродистая марка. Где концентрация углерода составляет 0,3-0,6%.
Легированный сплав
Вместе с углеродом в состав вводят хром, титан, марганец и другие виды металлов. Технические характеристики сплава зависят от комбинации дополнительных металлов в составе и их пропорциональность. В результате повышается устойчивость к коррозии, прочность, жесткость. Также обеспечивается лучшая свариваемость.
Легированный сплав производят несколькими способами. От этого также зависят технические характеристики и марка арматуры:
- Марка (А). Такие изделия производятся горячекатаным методом. Заготовку нагревают до получения нужного уровня пластичности и после прогоняют через валки. Благодаря этому достигается высокая прочность. Используется арматура в зонах повышенных нагрузок.
- Марка (Вр). Производят методом холодного деформирования. Формовка осуществляется механически. При этом металл не прогревается. Изделия имеют более высокую коррозийную устойчивость. Однако прочность будет ниже марки А. поэтому перед применением проводятся расчеты на предельные нагрузки.
- Марка (К). Используется канатный метод путем скручивания пучка проволок. Подходит при пассивном армировании, где идет максимальное растяжения. Элементы укладываются отдельно от объемных каркасов. Марка применяется для предотвращения предельного растягивания, становящегося причиной образования трещин.
Наиболее целесообразно для фундамента выбирать горячекатаную арматуру, так как она обладает наибольшей прочностью и лучшими характеристиками цена-качество. Марку (Вр) не применяют, так как она имеет большую упругость и меньшую твердость. Канатная же арматура будет невыгодна по экономическим соображениям, так как она имеет более высокую стоимость, чем горячекатаная.
Композитный материал
Относительно новый вид арматуры, который еще не нашел широкого применения. Он имеет небольшой вес, инертен к влаге и агрессивной среде. Однако обладает более низкой прочностью, чем у стальных сплавов. Может использоваться для одноэтажных конструкций без высоких нагрузок. Например, гаражи и временные сооружения. Для капитальных зданий такая арматура не используется.
Композитные стержни выпускаются 3-х видов:
- Стеклопластиковый (АСП). Изделия делаются на базальтовой основе с микроволокнами из органических смол. Формируются достаточно толстые стержни. Набрав максимальную прочность, структура выдерживает значительные нагрузки.
- Базальтопластиковый (АБП). Выполняется из стекловолоконных прутьев, закрытых пластифицированным базальтом. Для использования проводится расчет по предельным нагрузкам, так как изделия имеют свои ограничения.
- Углепластиковый (АУП). Выполняется из нитей модифицированного углерода. Отличается высокими прочностными характеристиками и высокой стоимостью. Поэтому используется редко.
Пластиковая арматура имеет низкое тепло и электропроводность. Имеет те же свойства расширения и сужения, как и бетонная смесь. Однако является очень хрупким и малопластичным материалом. При этом изделия трудно обрабатывать и резать. Для этого требуется специальные условия.
Назначение арматуры
Армирующие прутки делят на 3 класса в зависимости от места применения:
- Рабочие, которые укладываются по длине конструкции. Используется в ленточном фундаменте и межэтажных перекрытиях. Также применяется в столбчатом и свайном основании в вертикальном положении.
- Распределительные, которые используются как вспомогательные. Они соединяют рабочие прутья в единую систему для перераспределения нагрузок.
- Монтажные применяются для стабилизации.
Также в зависимости от условий подбирается диаметр стержней. Прутки ᴓ6-8 мм применяются в ленточных фундаментах, ᴓ 10-12 мм – в малонагруженных постройках, а ᴓ14-16 мм под нагруженные конструкции.
